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الشعبية الديمقراطية الجزائرية الجمهوريةRépublique Algérienne Démocratique et Populaire
العلمي البحثو العالي التعليم وزارةMinistère de l’enseignement Supérieur et de la Recherche scientifique
Université Mohamed Khider Biskra
Faculté des Sciences et de la Technologie
Département de Génie Electrique
Filière : Electrotechnique
Option : Machines Electriques Réf : …………
Mémoire de Fin d'Etudes
En vue de l’obtention du diplôme :
MASTER
Etude des systèmes de contrôle et
commande électrique industrielle A
ENICAB
Présenté par :
Lamri Walid Soutenu le : Septembre 2020
Devant le jury composé de :
Me Benyahiya Naima MAA Président
Mr Megherbi Ahmed Chaouki MCA Encadreur
Mr kiyyour brahim MAA Examinateur
Année universitaire : 2019 / 2020
الشعبية الديمقراطية الجزائرية الجمهورية
République Algérienne Démocratique et Populaire
وزارة التعليم العالي والبحث العلمي Ministère de l’enseignement Supérieur et de la recherche scientifique
Université Mohamed Khider Biskra
Faculté des Sciences et de la Technologie
Département de Génie Electrique
Filière : Electrotechnique
Option : Machines Electriques
Mémoire de Fin d'Etudes
En vue de l’obtention du diplôme :
MASTER
Etude des systèmes de contrôle et
commande électrique industrielle A
ENICAB
Présenté par : Avis favorable de l’encadreur :
Lamri Walid Dr. Megherbi Ahmed Chaouki
Avis favorable du Président du Jury
Nom Prénom Signature
Cachet et signature
RESUMES (Français et Arabe)
Résumé :
Ce mémoire consiste à l'étude des installations électrique industrielle (les transformateurs, les
éléments de protection et les moteur électrique) et leurs systèmes de contrôle et de commande.
Ce travail a été réaliser dans une entreprise industrielle spécialisée dans la production et la
commercialisation de câbles BT MT (ENICAB).
Cette étude porte sur l’installation industrielle de l’usine et a été réaliser principalement au
niveau du hall de production (H2) sur la machine câbleuse à double torsion type PO-CDT-DA-
EC.
: ملخص
الكهربائية )المحولات، وعناصر حماية والمحركات الكهربائية( وأنظمة تتكون هذه الأطروحة دراسة المنشآت الصناعية
.التحكم وقيادتهم
والمتوسط تم تنفيذ هذا العمل في شركة صناعية متخصصة في إنتاج وتسويق الكابلات ذات الجهد المنخفض
(ENICAB).
وى قاعة الإنتاج على آلة الكابلات تتعلق هذه الدراسة بالتركيب الصناعي للمصنع وتم إجراؤها بشكل أساسي على مست
المزدوجة الملتوية من نوع
REMERCIMENTS
Je remercie premièrement Dieu tout puissant pour la volonté, la santé et la
patience, qu’il nous a données durant toutes ces années d’étude.
J’exprime ma profonde gratitude à mes parents pour leurs encouragements.
J’adresse également mes plus sincères remerciements au Dr. Megherbi Ahmed
Chaouki pour sa disponibilité, ses précieux conseils, pour m’avoir si bien
accueillie, encadrée, encouragée, et permis de mener à bien ce projet.
Je tiens à remercie les ingénieurs Mr. Farouk Bentrah et Mousatfa Ariche de
m’avoir si bien accueillie, pour les aides, ses précieux conseils et ces bons
moments.
Je tiens de remercie aussi toutes mes proches et toutes les personnes qu’on m’a
aidé dans mon parcours d’étude.
SOMMAIRE RESUMES (Français et Arabe) ........................................................................................................... 3
REMERCIMENTS ............................................................................................................................... 4
LISTE DE FIGURE .............................................................................................................................. 8
LISTE DE TABLEAU ........................................................................................................................ 10
INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................................ 11
I. CHAPITRE 1 : Généralités sur les installations industrielles ................................................. 14
I.1 Introduction ........................................................................................................................... 15
I.2 Les appareils de commande, de signalisation et de protection .............................................. 15
I.2.1 Disjoncteur ........................................................................................................................ 15
I.2.2 Sectionneur ........................................................................................................................ 15
I.2.3 Interrupteur sectionneur ..................................................................................................... 16
I.2.4 Fusible ............................................................................................................................... 16
I.2.5 Relais thermique ................................................................................................................ 17
I.2.6 Contacteur ......................................................................................................................... 17
I.3 Les transformateurs triphasés ................................................................................................ 18
I.3.1 Définition ........................................................................................................................... 18
I.3.2 Construction de transformateur triphasé............................................................................ 19
La partie constitutive ................................................................................................. 20
I.3.3 Mode de couplage.............................................................................................................. 22
I.3.4 Les différents types des transformateurs de puissances .................................................... 22
Transformateur immergé ........................................................................................... 22
Transformateurs secs ................................................................................................. 22
I.4 Les machines asynchrones triphasés ..................................................................................... 23
I.4.1 Constitution ....................................................................................................................... 23
I.4.2 Principe de fonctionnement ............................................................................................... 24
I.4.3 Création de champ tournant ............................................................................................... 24
I.5 Les machines synchrones ...................................................................................................... 25
I.5.1 Constitution ....................................................................................................................... 25
I.6 Machines à courant continu ................................................................................................... 26
I.6.1 Constitution ....................................................................................................................... 26
I.6.2 Différents types de moteurs à courant continu .................................................................. 27
I.6.3 Constitution des installations ............................................................................................. 27
Circuit de commande ................................................................................................. 27
Circuit de puissance ................................................................................................... 28
I.7 Conclusion ............................................................................................................................. 28
II. Chapitre 2 Etude sur les systèmes de commande des systèmes électrique. ............................ 29
II.1 Introduction ........................................................................................................................... 30
II.2 Présentation de l'entreprise .................................................................................................... 30
II.3 Production de l'entreprise et matière première ...................................................................... 30
II.3.1 Câble domestiques ......................................................................................................... 30
II.3.2 Câbles moyens tension .................................................................................................. 30
II.3.3 Câbles de distributions (réseaux) ................................................................................... 31
II.3.4 Câbles industriels........................................................................................................... 31
II.4 Les étapes de fabrication de câble ......................................................................................... 31
II.5 Distribution de l’Energie électrique [8] ................................................................................. 31
II.5.1 Niveau HT [8] ............................................................................................................... 31
II.5.2 Niveau MT [8] ............................................................................................................... 31
II.6 Transformateur a l’huile 60/10 KV ....................................................................................... 32
II.7 Plaque signalétique transformateur à huile 60kv/10kv .......................................................... 33
II.8 Constitution de transformateur à huile 60/10KV .................................................................. 33
II.9 Les différents halls de fabrication et les ateliers de l’entreprise ............................................ 34
II.9.1 Hall tréfilage et câblage H2 ........................................................................................... 35
II.9.2 Atelier isolation et gainage au PVC H3......................................................................... 36
II.9.3 Atelier de l’isolation, assemblage et gainage H4 .......................................................... 37
II.9.4 Atelier isolation au PRC H5 .......................................................................................... 38
II.9.5 Atelier assemblage et gainage au PVC H6 .................................................................... 38
II.10 Conclusion ............................................................................................................................. 39
III. Chapitre 3 : Etude sur la machine câbleuse à double torsion, Type PO-CDT-DA-EC ........ 40
III.1 Introduction ........................................................................................................................... 41
III.2 Caractéristique principale (Caractéristique technique) .......................................................... 41
III.2.1 Description de la ligne ................................................................................................... 41
III.2.2 Gamme de câbles à produire ......................................................................................... 41
III.2.3 Composition de la ligne ................................................................................................. 42
III.2.4 Vue d’ensemble de la ligne ........................................................................................... 43
III.3 DEROULEURS A FUTS, MOD. ACO/A-1000 ................................................................... 43
III.3.1 Description de la machine (caractéristique technique) .................................................. 43
III.3.2 Vue d’ensemble de la machine ...................................................................................... 44
III.3.3 Opération ....................................................................................................................... 45
Enfilage de la machine .......................................................................................... 45
III.3.4 Schéma électrique .......................................................................................................... 46
III.3.5 Entretien ........................................................................................................................ 47
III.4 DÉROULEUR À TENSION CONSTANTE, MOD. DM-630 ............................................. 47
III.4.1 Caractéristique technique .............................................................................................. 47
III.4.2 Opération ....................................................................................................................... 48
Processus de chargement ....................................................................................... 48
Rupture de fil ......................................................................................................... 49
III.4.3 Schéma électrique .......................................................................................................... 50
III.4.4 Entretien ........................................................................................................................ 51
III.5 PRÉTORDEUR, MOD. PRTA-500 ...................................................................................... 52
III.5.1 Caractéristique principales (Caractéristique technique) ................................................ 52
III.5.2 Description du système (Description de la machine) .................................................... 52
III.5.3 Vue générale de la machine ........................................................................................... 53
III.5.4 Opération ....................................................................................................................... 53
Enfilage de prétorsion ............................................................................................ 53
III.5.5 Commande ..................................................................................................................... 54
III.5.6 Schéma électrique .......................................................................................................... 55
III.5.7 Maintenance de la machine ........................................................................................... 55
III.6 TORONNEUSE À DOUBLE TORSION, MOD. CDT-1600-DA-EC ................................. 56
III.6.1 Caractéristiques principales (Caractéristique technique)............................................... 56
III.6.2 Description du système (Description de la machine) .................................................... 57
Berceau .................................................................................................................. 57
Lyres ...................................................................................................................... 57
Cabestan de tirage .................................................................................................. 57
Guide-câbles .......................................................................................................... 58
Commande de la bobine ........................................................................................ 58
Plate-forme de levage ............................................................................................ 58
Protections ............................................................................................................. 58
Processus de compactage ....................................................................................... 59
III.6.3 Schéma électrique .......................................................................................................... 59
III.6.4 Armoire électrique de la machine .................................................................................. 59
III.7 Conclusion ............................................................................................................................. 61
CONCLUSION GENERALE ................................................................................................. 62
BIBLOGRAPHIE ................................................................................................................ 64
Annexe ........................................................................................................................... 66
LISTE DE FIGURE Figure I.1 Disjoncteur (A) et son symbole (B) ......................................................................... 15
Figure I.2 Sectionneur fusible (A) et ses symboles en circuit de puissance (B) et en circuit
commande (C) [6] .................................................................................................................... 15
Figure I.3 Interrupteur sectionneur (A) et son symbole (B) ..................................................... 16
Figure I.4 Cartouche fusible cylindrique et à couteaux (A) et son symbole (B) ...................... 16
Figure I.5 Relais thermique (A) et son symbole (B) ................................................................ 17
Figure I.6 Contacteur (A) et son symbole (B) .......................................................................... 17
Figure I.7 : Transformateur monophasé (A) Transformateur triphasé (B) [1] ......................... 18
Figure I.8 Symbole de transformateur de puissance [1] ........................................................... 18
Figure I.9 Schéma d’un transformateur monophasé [2] ........................................................... 19
Figure I.10 Schéma d’un transformateur triphasé de type colonne [1] .................................... 19
Figure I.11 Constitutions d’un transformateur triphasé [3] ...................................................... 20
Figure I.12 Cuve d’un transformateur. ..................................................................................... 20
Figure I.13 Couvercle d’un transformateur. ............................................................................. 21
Figure I.14 Traversées d’un transformateur triphasé ............................................................... 21
Figure I.15 Conservateur d’huile d’un transformateur ............................................................. 21
Figure I.16 Transformateur immerge dans l’huile [1] .............................................................. 22
Figure I.17 Transformateur sec. ............................................................................................... 23
Figure I.18 Machine asynchrone à rotor à cage d'écureuil (A) et à rotor à bagues (B) ........... 24
Figure I.19 Rotor d’une machine synchrone à aimants permanents. ....................................... 26
Figure I.20 Différents types d’excitation des moteurs à courant continu [5] ........................... 27
Figure II.1 Transformateur à l’huile (A) et son plaque signalétique (B) et commande par
moteur (C) ................................................................................................................................ 33
Figure II.2 Construction de transformateur à huile .................................................................. 33
Figure II.3 Plan d’implantation des équipements de production ENICAB .............................. 34
Figure II.4 Schéma de l’alimentation et distribution 10 KV et 0.4 KV, SD3 (A) et SL14 (B) 35
Figure II.5 Schéma de l’alimentation et distribution 0.4 KV, SL13 (A) et SL15 (B) .............. 37
Figure II.6 Schéma de l’alimentation et distribution 10 KV, SD2 ........................................... 38
Figure II.7 Schéma de l’alimentation et distribution 10/0.4 KV, SD6 (A) et SL11 et SL12 (B)
.................................................................................................................................................. 39
Figure III.1 Vue d’ensemble de la ligne ................................................................................... 43
Figure III.2 Éléments principaux de la machine(A) et vue réel (B) ......................................... 44
Figure III.3 Schéma d’enfilage et éléments de l’alimentation des bobines.............................. 45
Figure III.4 Detaille de système de détection de rupture ......................................................... 46
Figure III.5 Schéma électrique de contrôle bras....................................................................... 46
Figure III.6 Schéma électrique contrôle caisse de fil ............................................................... 47
Figure III.7 éléments principaux du dérouleur ......................................................................... 48
Figure III.8 ensemble d’implantation de dérouleur (A) et vue réel (B) ................................... 50
Figure III.9 Schéma électrique caisse de fil ............................................................................. 50
Figure III.10 Schéma électrique de l’interconnexion avec ligne.............................................. 51
Figure III.11 Schéma électrique de frein .................................................................................. 51
Figure III.12 Vue générale de la machine ................................................................................ 53
Figure III.13 Schéma d’enfilage ............................................................................................... 53
Figure III.14 Schéma de l’alimentation générale ..................................................................... 55
Figure III.15 Schéma électrique générale de la toronneuse ..................................................... 59
Figure III.16 Armoire électrique de la machine ....................................................................... 61
LISTE DES TABLEAUX Tableau II-2 Facteurs d’utilisation du transformateur selon les sous stations ......................... 36
Tableau III-1 composition de la ligne ...................................................................................... 43
Tableau III-2 Dimension de la bobine ...................................................................................... 48
Tableau III-3 commande de prétordeur .................................................................................... 54
Tableau III-4 Caractéristique Technique de Toronneuse ......................................................... 56
Tableau III-5 Dimension de la bobine ...................................................................................... 57
11
INTRODUCTION
GENERALE
12
Le contrôle industriel a fortement évolué ces dernières années en accompagnant la progression
des systèmes d’information omniprésents dans toutes les composantes de l’entreprise
industrielle. Toutefois, la technologie et le développement des systèmes d’exécution de la
production n’ont pas changé de façon significative la vision d’ensemble du contrôle industriel.
Les moteurs électriques prennent une place prépondérante dans l’industrie. Leur rôle dans les
démarches de performances énergétiques de l’outil de production est de plus en plus important
du fait des règlementations de plus en plus contraignantes, concernant la réduction de la
consommation d’énergie. Leur exploitation est souvent pointée du doigt : preuve qu’en agissant
sur la maintenance des moteurs électriques, il est possible de gagner en fiabilité et en durée de
vie des moyens de production, mais également de faire d’importantes économies d’énergie et
d’argent.
Les protections électriques mettent en œuvre différents éléments : des capteurs, des relais, des
automates et des disjoncteurs. Elles fonctionnent typiquement en l'espace de quelques centaines
de millisecondes. Chaque composant de l’installation nécessite des types de protections
spécifiques.
Ce mémoire consiste à l'étude des installations électrique industrielle (les transformateurs, les
éléments de protection et les moteur électrique), principalement sur les systèmes de contrôle
et de commande au sein de l’Entreprise spécialisée dans la production et la commercialisation
de câbles BT MT (ENICAB).
Le contenu de ce mémoire comporte trois chapitres :
- Le premier chapitre a pour vocation de présenter les différentes machines électriques dans
l’industrie selon leur classification, constitution et leur principe de fonctionnement et aussi
les éléments de protection des équipements électriques dans le domaine industriel.
- Dans le deuxième chapitre on va présenter une étude pratique sur les structures de base de
l’entreprise de câblerie ENICAB, selon leur produit et les étapes de fabrication de câbles
et la distribution de l’Energie électrique grâce à transformateur triphasé (à l’huile) 60
KVA, et la description des halles de production au point de vue électrique.
- Le troisième chapitre a pour vocation une étude pratique sur la machine câbleuse à double
torsion type PO-CDT-DA-EC, au niveau du deuxième halle (H2), et étudier chaque
13
dispositif de la machine selon leur caractéristique, opération et entretien et leur
commande.
Pour réaliser cette étude pratiquement j'ai effectué un stage au sein de l’entreprise de
production des câbles ENICAB.
14
I. CHAPITRE I :
Généralités sur les
installations
industrielles
15
I.1 Introduction
Ce premier chapitre a pour vocation de présenter les éléments de protection des équipements
électriques dans le domaine industriel et les différentes machines électriques dans l’industrie
selon leur classification, constitution et leur principe de fonctionnement.
I.2 Les appareils de commande, de signalisation et de protection
I.2.1 Disjoncteur
C’est un appareil de protection qui comporte deux relais, relais magnétique qui protège contre
les courts-circuits et un relais thermique qui protège contre les surcharges. [6]
Figure I.1 Disjoncteur (A) et son symbole (B)
I.2.2 Sectionneur
Le sectionneur a pour fonction d’assurer le sectionnement (séparation du réseau) au départ des
équipements. Dans la plupart des cas il comporte des fusibles de protection. [6]
Figure I.2 Sectionneur fusible (A) et ses symboles en circuit de puissance (B) et en
circuit commande (C) [6]
Le pouvoir de coupure est le courant maximal qu’un appareil de sectionnement peut
interrompre sans aucun endommagement. Le sectionneur n’a pas de pouvoir de coupure, il doit
être manipulé à vide.
16
I.2.3 Interrupteur sectionneur
Figure I.3 Interrupteur sectionneur (A) et son symbole (B)
L’interrupteur sectionneur a un pouvoir de coupure, peut être manipulé en charge. [6]
I.2.4 Fusible
C’est un élément comportant un fil conducteur, grâce à sa fusion, il interrompe le circuit
électrique lorsqu’il est soumis à une intensité du courant qui dépasse la valeur maximale
supportée par le fil. [6]
Figure I.4 Cartouche fusible cylindrique et à couteaux (A) et son symbole (B)
Il existe plusieurs types de fusibles :
▪ gf : fusible à usage domestique, il assure la protection contre les surcharges et les courts-
circuits
▪ gG : fusible à usage industriel. Protège contre les faibles et fortes surcharges et les
courts-circuits.
▪ Utilisation : éclairage, four, ligne d’alimentation, …
17
▪ aM : cartouche à usage industriel, pour l’accompagnement moteur, commence à
réagir à partir de 4*In (In est le courant prescrit sur le fusible), protège uniquement
contre les courts-circuits.
Utilisation : Moteurs, transformateurs, …
I.2.5 Relais thermique
Le relais de protection thermique protège le moteur contre les surcharges. [6]
Figure I.5 Relais thermique (A) et son symbole (B)
I.2.6 Contacteur
Le contacteur est un appareil de commande capable d'établir ou d'interrompre le passage
de l'énergie électrique. Il assure la fonction commutation. En Technologie des Systèmes
Automatisées ce composant est appelé Pré actionneur puisqu'il se trouve avant
l'actionneur dans la chaîne des énergies [6]
Figure I.6 Contacteur (A) et son symbole (B)
18
I.3 Les transformateurs triphasés
I.3.1 Définition
Le transformateur est une machine électrique statique, appelé aussi convertisseur statique à
induction, il comporte deux ou plusieurs enroulements fixes, destiné à transformer la tension et
le courant alternatifs, à une tension et courant alternatifs de même fréquence mais d’amplitudes
différentes selon les besoins d’utilisation [1]
A B
Figure I.7 : Transformateur monophasé (A) Transformateur triphasé (B) [1]
Symbole de transformateur :
Figure I.8 Symbole de transformateur de puissance [1]
Les deux points représentés dans chaque symbole permettent de repérer le sens conventionnel
de la tension et du courant [1] .
19
Figure I.9 Schéma d’un transformateur monophasé [2]
Figure I.10 Schéma d’un transformateur triphasé de type colonne [1]
Schéma :
I.3.2 Construction de transformateur triphasé
Le transformateur est constitué de deux parties essentielles :
▪ La partie active : elle est destinée à assurer la conversion de l’énergie.
▪ La partie constitutive : elle est destinée à la protection et à la fixation de la première
partie. [3]
20
La partie constitutive
Cette partie comporte des éléments mécaniques qui servent à la protection, la fixation et le
refroidissement de la partie active du transformateur. Ces éléments sont les suivants : [3]
a) La cuve
Figure I.12 Cuve d’un transformateur.
b) Le couvercle
Partie active
La partie Constitutive
Figure I.11 Constitutions d’un transformateur triphasé [3]
21
Figure I.13 Couvercle d’un transformateur.
c) Les traversées
Figure I.14 Traversées d’un transformateur triphasé
d) Le conservateur d’huile
Figure I.15 Conservateur d’huile d’un transformateur
e) Le liquide diélectrique :
C’est un mélange d’hydrocarbures provenant de la distillation du pétrole brut, après extraction
des produits volatiles. On obtient ainsi l’huile pour transformateurs, qui est un liquide dont
Prise de Terr
e
Borne HT
PATES DE SUSPENSIONS
Borne BT
22
Figure I.16 Transformateur immerge dans l’huile [1]
l’immersion de la partie active a non seulement l’avantage d’une meilleure isolation, mais aussi
celui de la facilité de refroidissement par circulation naturelle de l’huile. [3]
I.3.3 Mode de couplage
Il y a six couplages possibles entre primaire et secondaire :
▪ Y-y : étoile –étoile
▪ Y-d : étoile-triangle
▪ Y-z : étoile-zigzag
▪ D-y : triangle- étoile
▪ D-d: triangle –triangle
▪ D-z: triangle-zigzag
I.3.4 Les différents types des transformateurs de puissances
Le domaine d’utilisation des transformateurs est très vaste. Selon le domaine d’utilisation, les
appareils présenteront certaines différences dans les caractéristiques de construction.
Transformateur immergé
Le transformateur est disposé dans un bain d’huile qui assure l’isolement et le refroidissement.
Ce transformateur est moins onéreux et a des pertes moindres que le transformateur sec [1].
Transformateurs secs
Les enroulements BT et les enroulements HT sont concentriques et enrobés dans une résine
époxy. Le transformateur sec peut être disposé dans une enveloppe de protection qui permet de
l’isoler du monde extérieur et d’assurer l’évacuation de la chaleur au travers de ses parois. Le
23
transformateur sec présente les meilleures garanties de sécurité contre la pollution (pas de fuite
de liquide, pas de vapeurs nocives en cas d’incendie) [1].
Figure I.17 Transformateur sec.
I.4 Les machines asynchrones triphasés
Les machines asynchrones triphasés sont les plus utilisés dans l’industrie pour l'entraînement
des équipements. Ces machines s’imposent en effet dans un grand nombre d'applications en
raison des avantages qu'ils présentent : normalisés, ils sont robustes, simples d’entretien, faciles
à mettre en œuvre et de faible coût. [5]
I.4.1 Constitution
Une machine asynchrone triphasé à cage comporte deux parties principales : un inducteur ou
stator et un induit ou rotor. Le stator c’est la partie fixe de la machine. Une carcasse en fonte ou
en alliage léger renferme une couronne de tôles minces en acier au silicium. Le rotor c’est
l’élément mobile de la machine, il est constitué d'un empilage de tôles minces isolées entre elles
et formant un cylindre claveté sur l'arbre de la machine. Cet élément, de par sa technologie,
permet de distinguer deux familles de machines asynchrones : ceux dont le rotor est dit « à cage
d'écureuil » (a), et ceux dont le rotor bobiné est dit « à bagues » (b), montré dans la Figure (21)
[5]
24
Figure I.18 Machine asynchrone à rotor à cage d'écureuil (A) et à rotor à bagues (B)
I.4.2 Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement d'une machine asynchrone repose sur la création d'un courant
induit dans un conducteur lorsque celui-ci coupe les lignes de force d'un champ magnétique,
d'où le nom de « moteur à induction ». L’action combinée de ce courant induit et du champ
magnétique crée une force motrice sur le rotor de la machine. Les spires sont soumises à un
flux variable et devient le siège d'une force électromotrice induite qui donne naissance à un
courant induit (loi de Faraday). [5]
I.4.3 Création de champ tournant
La création du champ tournant sur une machine asynchrone triphasé nécessite trois
enroulements, géométriquement décalés de 120°, sont alimentés chacune des phases d'un réseau
triphasé alternatif. Les enroulements sont parcourus par des courants alternatifs présentant le
même décalage électrique, et qui produisent chacun un champ magnétique alternatif sinusoïdal.
Sa vitesse est fonction de la fréquence du réseau et du nombre de paires de pôles. Elle est
appelée « vitesse de synchronisme ». [5]
B A
25
I.5 Les machines synchrones
La machine synchrone est une machine réversible de conversion électromécanique. On la
rencontre dans de nombreux dispositifs de conversion d’énergie aussi bien en :
▪ Production d’énergie électrique à partir d’énergie mécanique ou elle porte le nom de
génératrice synchrone lorsque la vitesse est variable ou d’alternateur lorsque sa vitesse
est fixe.
▪ Production d’énergie mécanique à partir d’énergie électrique ou elle porte le nom de
moteur synchrone.
I.5.1 Constitution
La machine synchrone se compose, d'un stator et d'un rotor séparés par l'entrefer. Il s'en
différencie par le fait que le flux dans l'entrefer n'est pas dû à une composante du courant
statorique, il est créé par des aimants ou par le courant inducteur fourni par une source à courant
continu extérieure qui alimente un enroulement placé dans le rotor. Le stator comprend une
carcasse et un circuit magnétique généralement constitués de tôles d'acier au silicium et d’un
bobinage triphasé analogue à celui d’une machine asynchrone triphasé pour produire un champ
tournant. Le rotor porte des aimants ou des bobines d'excitation parcourues par un courant
continu qui créent des pôles Nord et Sud intercalés. Il existe donc deux types distincts de
machines synchrones : les machines à aimants et les machines à rotor bobiné.
Pour les premiers, le rotor de machine est équipé d'aimants permanents « Figure ? », en général
en terre rare pour obtenir un champ élevé dans un volume réduit. Ces machines peuvent accepter
des courants de surcharge importants pour réaliser des accélérations très rapides. Ils sont
toujours associés à un variateur de vitesse généralement sont destinés à des marchés spécifiques
comme ceux des robots…etc.
26
Figure I.19 Rotor d’une machine synchrone à aimants permanents.
Les autres machines synchrones sont à rotor bobiné sont deux types selon le rotor : Rotor bobiné
à pôles lisses et à pôles saillants, elles sont réversibles et peuvent fonctionner en générateurs
(alternateurs) ou en moteurs. Pendant longtemps ces machines ont surtout été utilisées en
alternateurs. Leur usage en moteur était pratiquement confiné aux applications où il était
nécessaire d'entraîner des charges à vitesse fixe. Bien que dans l’industrie on trouve des
machines synchrones dans la gamme de puissance de 150 kW à 5 MW, majoritairement
associés à des variateurs de vitesse. [5]
I.6 Machines à courant continu
Les machines à courant continu à excitation séparée sont encore quelquefois utilisées pour
l'entraînement des équipements industrielles à vitesse variable, Très faciles à miniaturiser, ils
s'imposent dans les très faibles puissances et les faibles tensions. Généralement les tensions les
plus utilisées dans l’industrie sont 12 et 24 V, Ils se prêtent également fort bien, jusqu'à des
puissances importantes (plusieurs mégawatts), à la variation de vitesse avec des technologies
électroniques simples et peu onéreuses pour des performances élevées. Leurs caractéristiques
permettent également une régulation précise du couple, en moteur ou en générateur. Leur
vitesse de rotation nominale, indépendante de la fréquence du réseau, sont aisément adaptables
par construction à toutes les applications. Ils sont chers, tant en coût matériel qu'en maintenance,
car ils nécessitent un entretien régulier du collecteur et des balais. [5]
I.6.1 Constitution
Une machine à courant continu est composée des éléments suivants :
▪ L'inducteur ou stator : c'est un élément du circuit magnétique immobile sur lequel
un enroulement est bobiné afin de produire un champ magnétique.
▪ L'induit ou rotor : c'est un cylindre en tôles magnétiques isolées entre elles. L'induit
est mobile en rotation autour de son axe et est séparé de l'inducteur par un entrefer, ses
conducteurs sont régulièrement repartis.
▪ Le collecteur et les balais : le collecteur est solidaire de l'induit. Les balais sont fixes,
ils frottent sur le collecteur et ainsi alimentent les conducteurs de l'induit. [5]
27
I.6.2 Différents types de moteurs à courant continu
▪ A excitation parallèle (séparée ou shunt)
▪ A excitation série
▪ A excitation série parallèle (composée)
Figure I.20 Différents types d’excitation des moteurs à courant continu [5]
I.6.3 Constitution des installations
Les installations industrielles des automatismes sont constituées de deux parties distinctes
appelées : circuit de commande et circuit de puissance. [6]
Circuit de commande
Il comporte l’appareillage nécessaire à la commande des récepteurs de puissance et comprend :
▪ La source d’alimentation
▪ Un appareil d’isolement (sectionneur).
▪ Une protection du circuit (fusible, disjoncteur).
▪ Un appareil de commande ou de contrôle (bouton poussoir, détecteur de grandeur
physique).
▪ Organes de commande (bobine du contacteur).
La source d’alimentation et l’appareillage du circuit de commande ne sont pas
nécessairement celle du circuit de puissance, elle dépend des caractéristiques de la bobine.
28
Circuit de puissance
Il comporte l’appareillage nécessaire aux fonctionnements des récepteurs de puissance suivant
un automatisme bien défini. Il comprend :
▪ Une source de puissance (généralement réseau triphasé)
▪ Un appareil d’isolement (sectionneur).
▪ Une protection du circuit (fusible, relais de protection).
▪ Appareils de commande (les contacts de puissance du contacteur).
▪ Des récepteurs de puissances (moteurs). [6]
I.7 Conclusion
Dans ce chapitre nous avons présenté les généralités les éléments de protection des équipements
électriques dans le domaine industriel, nous avons aussi donné un aperçu sur le transformateur
électrique.
A la fin de ce chapitre, les différentes machines électriques dans l’industrie.
29
II. Chapitre II :
Etude sur les
systèmes de
commande des
systèmes électrique.
30
II.1 Introduction
Dans ce chapitre on va présenter une étude pratique sur les structures de base de l’entreprise
de câblerie ENICAB, selon leur produit et les étapes de fabrication de câbles et la distribution
de l’Energie électrique grâce à transformateur triphasé (à l’huile) 60 KVA, et description les
halles de production.
II.2 Présentation de l'entreprise
L'Entreprise Nationale des Industries des Câbles de Biskra (E.N.I.C.A.B) est considérée
comme l'un des grands projets et investissements à l'échelle nationale dans la production des
câbles électriques. L'ENICAB (filial général câble) est une entreprise, qui a Obtenu la
certification internationale de la qualité ISO 9001 et ISO 9002.
Cela par un engagement ferme de la direction de l’entreprise et de l’ensemble du
personnel par la maîtrise de la qualité y compris la mise en application du Système Qualité
conforme à la norme ISO 9002 reconnu mondialement.
Elle est située dans la zone industrielle à l'est de Biskra. Elle occupe 44 hectares, dont 12
hectares couverts et dallés et dispose d'une infrastructure importante, ses halls de production
des câbles occupent 7,5 hectares. [7]
II.3 Production de l'entreprise et matière première
L’entreprise des industries des câbles de Biskra a une production annuelle de 28000
tonnes (125362 km). Cette entreprise produit actuellement plusieurs types de câbles électriques
pouvant atteindre les 400. Ces câbles correspondent à plusieurs familles répartis selon l'usage,
comme suit :
II.3.1 Câble domestiques
II existe 229 types, utilisés dans les maisons et les bâtiments. Ils sont isolés au PVC
(polychlorure de vinyle), conducteurs en cuivre, de tension entre 250 volts et 500 volts, de
section allant de 0.5 mm2 à 35 mm2 et à 1-4 brins.
II.3.2 Câbles moyens tension
II existe presque 80 types de ce modèle de câble, ils peuvent être en cuivre ou en
aluminium. Ces types ont une tension allant de 10 KV à 30 KV et une section variante entre 50
mm2 à 240mm2
31
II.3.3 Câbles de distributions (réseaux)
II existe presque 70 types de ces câbles, qui sont isoles au PRC, conducteurs en
aluminium, de section allant de 6mm2 à 3x70 mm
2 et de tension entre 0.6 KV à 1KV.
II.3.4 Câbles industriels
Il existe 70 types, leur tension entre 0.6 KV et 1 KV, conducteurs en cuivre ils sont isolés
ou bien au PRC dont la section varie de1.5 mm2 à 240 mm2, ou bien au PVC dont la section
varie de 1.5 mm2 à 150 mm2.
De plus, l'entreprise utilise comme matière primaire une matière chimique appelle
Polyéthylène Réticule Chimiquement (PRC) sous forme de granulée, l’aluminium sous forme
de fils de 9.5 mm de diamètre, le cuivre sous forme de fils de 8 mm et le bois.
II.4 Les étapes de fabrication de câble
Voici le processus de fabrication de câbles :
II.5 Distribution de l’énergie électrique [8]
L’entreprise contient trois niveaux de tension qui sont : HT=60KV, MT=10 KV, BT=0.4 KV.
II.5.1 Niveau HT [8]
Cet étage est composé de :
▪ Poste simplifié à deux travées 60KV
▪ Deux transformateurs 60/10KV, 20 MVA
▪ Deux transformateurs auxiliaires 10 / 0,4 KVA, 100 KVA.
II.5.2 Niveau MT [8]
Il contient jusqu’à douze sous-stations de transformation et de distribution comprenant :
32
▪ 22 transformateurs ont 1600 KVA.
▪ Deux transformateurs ont 1500 KVA.
▪ Douze transformateurs ont 1000 KVA.
▪ Longueur réseau câble a 10 KV / 9565 m.
II.6 Transformateur a l’huile 60/10 KV
L’entreprise transfère la tension vers ces halls grâce à un transformateur abaisseur triphasé 20
MVA 60/10 kV, son travail consiste à convertir la tension de 60 KV a 10 kV en maintenant la
stabilité de puissance, montré dans la (figure I.1) :
A B
C
33
Figure II.1 Transformateur à l’huile (A) et son plaque signalétique (B) et commande par
moteur (C)
II.7 Plaque signalétique transformateur à huile 60kv/10kv
▪ Marque: veb transformatoren und röntgenwerk hermann mater.
▪ Puissance: 20MVA
▪ Courant nominal: 1100 A
▪ Tension HT: 60KVA ± 16%
▪ Tension MT: 10KVA
▪ Tensions d’isolement: 72,5/12 KV
▪ Couplage: YN yn0
▪ Fréquence: 50 Hz
▪ Réglage: En charge 19 position
▪ Tension de court-circuit : 10,3%
▪ Temperature max C°: 45 °
▪ Mode de refroidissement: ONAF
▪ Type d’huile: BORAK 22
II.8 Constitution de transformateur à huile 60/10KV
Figure II.2 Construction de transformateur à huile
1- Appui de vérin 11- Téléthermomètre à ressort pour ventilateurs
2- Prise de mise à la terre 12- Doigt de gant pour sonde thermostatique
3- Vanne de vidange 13- Bride de raccordement pour vanne à vide
34
4- Vanne de rinçage 14- Commutateur de réglage en charge incorporé
5- Robinet de prise d’échantillant d’huile, pen-bas 15- Assécheur d’aire
6- Robinet de prise d’échantillant d’huile, en-haut 18- Vanne pour la conduite de raccordement du conservateur
d’huile
7- Boite à Barnes 19- Relais BuchHolz
8- Télé thermomètre à ressort 22- Indicateur du niveau d’huile
9- Commande par moteur 23- Vanne 1 pour la vidange d’huile du commutateur
10- Armoire de commande pour ventilateur,
II.9 Les différents halls de fabrication et les ateliers de l’entreprise
Les équipements de production et les halls de fabrication occupent 7.5 hectares, montré dans
la figure (II.3)
Figure II.3 Plan d’implantation des équipements de production ENICAB
• Atelier d’entretien AE
• Bâtiment commande électrique de l’usine BC/EU
• Bâtiment stockage préparation PVC CM1
• Groupe électrogène station distribution GE/SD
• Hall stockage matière première (Magazine) H1
35
Le processus de fabrication des câbles passe par les ateliers (halls) jusqu'au produit fini comme
suit :
II.9.1 Hall tréfilage et câblage H2
L’atelier tréfilage et câblage H2 est spécialiser dans la fabrication des fils et câbles nus de
différente diamètre et composition, particulièrement du cuivre de l’aluminium et ses alliages
ainsi que l’aluminium/acier. Les possibilités de tréfilage varient de diamètre 0.8 mm au
diamètre de la section 0.15 mm2 à la section 240 mm2 (à la section 412 mm2 pour câble aluac)
Les sous-stations SD3 et SL14 alimentent et distribuent 10 KV/ 0.4 KV au hall H2 comme il
est illustré dans la (Fig.II.3)
A B
Figure II.4 Schéma de l’alimentation et distribution 10 KV et 0.4 KV, SD3 (A) et SL14
(B)
L’entreprise utilisent des transformateurs abaisseurs triphasé montré dans la
figure (II.4), 1 MVA 10kV (à l’huile) dans les sous station électrique SD et
des transformateurs 0.4KV (à sec) dans les sous-station électrique SL, dans le
centre de consommation d’énergie électrique. Cela est dû aux facteurs suivants
montré dans le tableau :
36
Transformateur à l’huile (SD) Transformateur à sec (SL)
- Milieu extérieure - Milieu intérieure.
- Provoquer une surpression
déformation de la cuve.
- Mieux pour la sécurité
contre l’incendie
- Provenir d’un joint
défectueux on de la rupture
d’une canalisation.
- Eviter la pollution (pas de
fuite de liquide. Pas de
vapeurs nocives en cas
d’incendie).
- Peuvent polluer la nappe
phréatique.
- Installés dans une
enveloppe de protection.
- Dégage des produits toxiques
et génère de l’opaque gênant
l’intervention des secours.
- Ils doivent être protège
contre les contacts directs.
- Plusieurs protections. - Seulement la protection
thermique.
Tableau II-1 Facteurs d’utilisation du transformateur selon les sous stations
II.9.2 Atelier isolation et gainage au PVC H3
L’atelier d’isolation au PVC et spécialisé dans l’isolation des conducteurs avec des mélange à
base de résine PVC dans les formulations a été spécialement étudiée pour offrir la meilleure
protection électrique ainsi que les qualités mécaniques adéquates pour assurer une meilleure
longévité d’utilisation des produits, les possibilités d’isolation varie de la section 0.5 mm2 a 300
mm2.
Les sous-stations SL13 et SL15 alimentent et distribuent 0.4 KV au hall H3, montré dans la
(Fig II.5)
37
A B
Figure II.5 Schéma de l’alimentation et distribution 0.4 KV, SL13 (A) et SL15 (B)
II.9.3 Atelier de l’isolation, assemblage et gainage H4
Spécialiser pour le bourrage et gainage des mélange à base de résine PVC spécialement
étudiés et adaptés de ses clients, l’entreprise dispose de ligne tandem spécialement conçue
pour réaliser une extrusion simultanée de la gaine de bourrage et gaine extérieur, ceci permet
d’augmenter encore la capacité de production et d’assurer au mieux la qualité de produits.
Les halls H4 et H5 alimentés par la sous-station SD2 montré dans la (fig.II.6)
38
Figure II.6 Schéma de l’alimentation et distribution 10 KV, SD2
II.9.4 Atelier isolation au PRC H5
L’atelier d’isolation au PRC H5 se spécialise dans l’isolation des conducteurs et
aluminium (et alliage aluminium) avec du polyéthylène réticule chimiquement, matière offrant
la meilleure qualité dans le monde pour la production industrielle des câbles d’énergies.
Cet atelier se compose de quatre lignes de réticulation chimique sous atmosphère d’azote dont
trois sont pour le câble 1KV (câble industriel et câble de distribution) et une ligne spécialise
pour câble MT, cette dernière permit extrusion simultanée de trois couches de PRC (deux pour
semi-conducteur et un pour isolation).
II.9.5 Atelier assemblage et gainage au PVC H6
En plus de ses fonctions d’assemblage des conducteurs isolé et du gainage les câbles que nous
avons déjà cités, cet atelier H6 également spécialisé dans le renforcement de la production de
la protection mécanique de câbles par l’enroulement en spirale de deux bandes acier sur le
bourrage ou la gaine de séparation. Cette ceinture armée sera recouverte par la gaine extérieur
39
en PVC, ce renforcement permet la protection du câble contre tout aléas d’accident mécanique
notamment affaissement de terrain, chute d’objet lourd, passage d’engins lourd…et.
Les sous-stations SD6 et SL11 et SL12 alimentent et distribuent 10 KV/ 0.4 KV au halle H6
comme il est illustré dans la (Fig.II.7).
A B
Figure II.7 Schéma de l’alimentation et distribution 10/0.4 KV, SD6 (A) et SL11 et SL12
(B)
II.10 Conclusion
Dans ce chapitre nous a permis étude pratique sur la structure de base de l’entreprise Enicab, et
aussi donné un aperçu sur la distribution de l’Energie vers les halles qui nous avons également
décrit.
40
III. Chapitre III :
Etude sur la
machine câbleuse à
double torsion Type
PO-CDT-DA-EC
41
III.1 Introduction
Ce troisième chapitre a pour vocation une étude pratique sur la machine câbleuse à double
torsion type PO-CDT-DA-EC au niveau du deuxième halle (H2), et étudiez chaque dispositif
de la machine selon leur caractéristique, opération et entretien et leur commande.
La chaîne qui va être étudiée dans ce chapitre est incomplète puisqu'elle constituée de dispositifs
secondaires. L'entreprise n'a pas besoin de ces dispositifs et n'ont donc pas été achetés.
III.2 Caractéristique principale (Caractéristique technique)
▪ Sens de travail : Gauche-Droite.
▪ Hauteur de passage du câble : 1.100 mm
▪ Réseau : 3 x 380V /50 Hz.
▪ Circuits de contrôle : 2x 220V AC.
▪ Niveau de bruit maxime : 82 dBA.
▪ Vitesse maxime de câblage : 1.200 TPM (*)
▪ Vitesse maxime de la ligne : 200 m/min (*)
▪ Pression pneumatique minime : 6 bars
III.2.1 Description de la ligne
Cette ligne peut être destiné à la fabrication des suivants produits :
a) Conducteurs d’aluminium nus en composition 1+6 ou 1+6+12. Unilay
b) Câbles d’acier-Alum. De (1+6) ACSR, ou (1+6) +12 avec détorsion a 100%
c) Câbles en pas croisé en Cu en deux passes et détorsion à 100%
d) Câbles-en pas croisé en Al en deux passes avec détorsion à 100%.
e) Câbles d’alliage d’aluminium de (1+6) (Almelec) avec une gamme de fils de
3 mm à 4,78 mm avec prétordeur et postformateur intérieur a la double
torsion.
f) Câbles alliage aluminium de (1+6+12) en pas croisé limiter à une gamme de
fils au-dessus de 2,55 mm (95 mm2)
III.2.2 Gamme de câbles à produire
▪ Cuivre compacté en composition (1+6) : 10 mm2 ÷ 75 mm2
Degré de compactage 90% x diamètre
42
▪ Cuivre compacté en composition (1+6+12) : 50 mm2 ÷ 95 mm2 (Unilay)
Degré de de compactage 90% x diamètre
▪ Cuivre câblé en compositions (1+6+12) : 60 mm2 ÷ 107 mm2 (Pas croisé)
Degré de compression 97% x diamètre
▪ Al compacté en compositions (1+6) : 16 mm2 ÷ 75 mm2
Degré de compactage 90% x diamètre
Et la machine produise une autre gamme celle si :
▪ Al compacté en compositions (1+6+12) : 60 mm2 ÷ 120 mm2 Unilay
Degré de compactage 90% x diamètre
▪ Al câblé en compositions (1+6+12) : 60 mm2 ÷ 120 mm2 (Pas croisé)
Degré de compression 97% x diamètre
▪ Alliage Al en composition (1+6) : 34,4 mm2 ÷ 125 mm2(f= 4,78 mm)
▪ Alliage Al en composition (1+6+12) : Deux pas. 93,3 mm2 (f= 2,5 mm)
III.2.3 Composition de la ligne
Voir figure (III.1)
Numéro
MACHINE
MODELE Numéro
d’identificati
on de C.M.
Caballé
Quant
.
1 Dérouleur à double torsion DDTA-1250 OF193004
1
2 Dérouleurs à fûts ACO/A-1000 OF193001
19
3 Ensemble de graissage HI-EN/CES OF 193003
1
4 Dérouleur à tension constante DM-630 OF 193002
12
5 Rouleaux de freinage et équilibrage
TE-(6+12) x400 OF 193005
1
6 Plat de formation double PFHR (1+6+12) OF 193006
1
7 Prétordeur PRTA-500 OF 193007
1
8 Toronneuse à double torsion CDT-1600-DA-EC
OF193008
1
43
Tableau III-1 composition de la ligne
III.2.4 Vue d’ensemble de la ligne
L'entreprise utilisera cette chaîne en fonction de ses besoins, elle a donc acheté quatre éléments
de cette chaîne, qu'elle juge indispensables pour réaliser ce type de câble, ces éléments que nous
étudierons dans la suite :
• Dérouleurs à futs, MOD. ACO/A-1000
• Dérouleur à tension constant, MOD. DM-630
• Prétordeur, MOD. PRTA-500
• Toronneuse à double torsion, MOD. CDT-1600-DA-EC
Figure III.1 Vue d’ensemble de la ligne
III.3 DEROULEURS A FUTS, MOD. ACO/A-1000
III.3.1 Description de la machine (caractéristique technique)
▪ Le système d’alimentation à bobines doubles avec changement automatique est composé
d’un poteau. Ce poteau supporte les deux bras mobiles chargés du changement
automatique des bobines.
▪ Le bras de changement incorpore un dispositif de raidissage du fil (9), (figure III.2) et
les poulies de renvoi. Le raidissage a pour but d’appliquer une certaine tension
d’alimentation et d’éliminer la mémoire du fil. On réalise l’application ou la
44
suppression de la tension d’alimentation au moyen d’une vis de réglage du fil (10) On
règle cette vis au moyen d’une clé de réglage (6), (figureIII.2), fournie avec
l’équipement.
▪ On réalise le guidage des fils au moyen des filières de Widia et des poulies de renvoi
montées sur le dernier support.
▪ On a placé sur les poulies de renvoi de chaque poteau les détecteurs inductifs de rupture
de fil ainsi qu’un frein, afin d’éviter l’inertie de la poulie lorsqu’ un fil se casse.
III.3.2 Vue d’ensemble de la machine
A B
Figure III.2 Éléments principaux de la machine(A) et vue réel (B)
1. Poteau 4. Cône d’entrée 7. Bobine
2. Barre mobile 5. Fil 8. Poteau
3. Poulie de renvoi 6. Clé de réglage 9. Raidisseur
45
III.3.3 Opération
Figure III.3 Schéma d’enfilage et éléments de l’alimentation des bobines
Enfilage de la machine
▪ Le schéma d’enfilage, (figure III.3).
▪ Grâce à cette structure, on met en place correctement les fils avant l’entrée
du rouleau égaliseur.
▪ Les poulies de renvoi incorporent un détecteur inductif de rupture du fil, signalés par
le numéro (11) sur la (figure III.4), ainsi qu’un frein d’inertie de la poulie (12) ont la
mission est de freiner en douceur la poulie de renvoi, ce qui favorise la mission du
détecteur de rupture.
▪ On doit contrôler et régler le frein d’inertie de façon périodique en raison du potentiel
déréglage produit par le frottement entre le filtre du frein et la poulie en plastique.
▪ On réalise le réglage du frein en déplaçant le positionneur du frein (14) (figure III.4),
depuis le point (B) jusqu’ à la distance permettant de récupérer le contact de freinage
avec la poulie, enfin bloquez le positionneur du frein au moyen de l’écrou de blocage
(13).
46
Figure III.4 Detaille de système de détection de rupture
III.3.4 Schéma électrique
Figure III.5 Schéma électrique de contrôle bras
47
Figure III.6 Schéma électrique contrôle caisse de fil
III.3.5 Entretien
La machine n’a pas besoin d’aide spéciale pour les opérations d’entretien. Tous les éléments
ayant besoin de graissage ont été graissés pour toue la vie utile.
III.4 DÉROULEUR À TENSION CONSTANTE, MOD. DM-630
III.4.1 Caractéristique technique
Bobine prévue :
48
D1 (mm)
D2 (mm)
L1 (mm)
L2 (mm)
D4 (mm)
D5 (mm)
E (mm)
Poids (Kg)
630 * * * * * * *
Tableau III-2 Dimension de la bobine
Dimension selon les spécifications
III.4.2 Opération
Processus de chargement
▪ Voir la (figure III.7)
▪ Arrêter la ligne.
▪ Dévisser l’écrou de blocage.
▪ Mettre la bobine (1) sur l’axe (2) et mettre en place le téton d’entraînement (3).
▪ Visser et fixer la bobine au moyen de l’écrou de blocage.
▪ Enfiler le fil au travers du rouleau (6) et de la poulie de déviation (7).
Figure III.7 éléments principaux du dérouleur
49
1. Bobine 4. Pantin 7. Poulie de retour
2. Axe qui supporte la bobine 5. Frein à corde 8. Cylindre pneumatique
3. Téton d’entrainement 6. Routeur déflecteur
Rupture de fil
▪ Chaque bobine est équipée d’un détecteur de proximité et d’une came ayant plusieurs tétons.
▪ On l’utilise pour détecter le mouvement de la bobine dans les conditions normales de travail.
▪ Le détecteur est géré par un module électronique qui envoie un signal de rupture de fil à
l’armoire de contrôle dès que la vitesse de la bobine est inférieure à un seuil déterminé au
préalable.
▪ Dans ce cas, cela veut dire que le fil est cassé.
▪ Si on n’utilise pas une position, un interrupteur permet d’annuler l’alarme de rupture.
A
B
50
Figure III.8 ensemble d’implantation de dérouleur (A) et vue réel (B)
III.4.3 Schéma électrique
Figure III.9 Schéma électrique caisse de fil
51
Figure III.10 Schéma électrique de l’interconnexion avec ligne
Figure III.11 Schéma électrique de frein
III.4.4 Entretien
• La machine n’a pas besoin d’aide spéciale pour les opérations d’entretien.
• Tous les coussinets ont été graissés pour toute la durée de leur vie utile.
Il est nécessaire de lubrifier le circuit pneumatique. On recommande de vérifier l’huile de
Façon périodique et d’utiliser le cas échéant de l’huile type 2’ 8º - 3’ 2º Engler à 50ºC.
52
III.5 PRÉTORDEUR, MOD. PRTA-500
III.5.1 Caractéristique principales (Caractéristique technique)
▪ Diamètre des poulies : 500 mm
▪ Taux de prétorsion : 33 ÷ 115 %
III.5.2 Description du système (Description de la machine)
- La machine est placée après la filière de fermeture, cet appareil nous permet de produire
directement une prétorsion réglable sur le câble. On obtient ce réglage au moyen d’un
moteur indépendant CC géré depuis le tableau de contrôle.
- La machine est composée d’une structure rotative à bobine électro-soudée qui réalise la
prétorsion du fil à fabriquer, en égalant les torsions et en assurant la correcte distribution du
fil, selon sa composition.
- Au niveau de l’entrée de la prétorsion et enclenché dans un châssis indépendant, on trouve
un plat d’union et les supports de la filière de fermeture. Il est possible de régler la distance
entre la table d’union et la filière afin de changer l’angle d’incidence des fils sur l’âm e .
- La machine est livrée avec des protections qui sont munies d’un dispositif de verrouillage
électrique qui ne permet d’ouvrir les portes lorsque la machine fonctionne. S’il y avait une
panne électrique et que les portes restaient fermées, il serait possible d’ouvrir ces portes
avec des clés de clouage. On devra au préalable enlever la petite plaque qui couvre les vis.
Lorsque les portes sont ouvertes, la machine est en arrêt.
53
III.5.3 Vue générale de la machine
Figure III.12 Vue générale de la machine
1. Protection 5. Tableau de commande
2. verrouillage électrique 6. Structure rotative
3. Clé a diviseur 7. Plaque d’Union
4. Boulon a œil pour les opérations de levage
III.5.4 Opération
Enfilage de prétorsion
Voire la (figure III.13)
Figure III.13 Schéma d’enfilage
54
▪ On n’utilisera la prétorsion que lorsqu’ on fabrique un câble avec une âme en acier et six fils
en aluminium. Lorsqu’ on fabrique des câbles à 19 fils, la prétorsion aura une rotation qui
sera le double d’une câbleuse à double torsion (1200 min), mais cela ne marchera pas. Dans
tous les autres cas, la machine ne fonctionnera pas et elle ne tournera pas non plus, le câble
passera au travers des orifices tout au long de l’axe.
III.5.5 Commande
▪ La commande de prétordeur montré dans le tableau suivant :
Synchronisation Un potentiomètre (10 révolutions) règle la vitesse de la machine
R.P.M. (Écran)
Un écran à 4 digits permet de visualiser les variations de vitesse réalisées
au moyen du potentiomètre.
Démarrage de
la torsion Bouton-poussoir éclairé pour démarrer la machine.
Arrêt de la
machine Bouton-poussoir pour arrêter la machine.
Frein ON/OFF
Cette commande débloque la machine lorsqu’ elle est arrêtée,
permettant ainsi une rotation manuelle du rotor.
Démarrage de
la ligne
Bouton-poussoir éclairé pour démarrer la ligne. La ligne s’accélère suivant
l’inclinaison réglée sur le terminal opérateur
Il est possible de changer la rampe d’accélération sur le terminal
opérateur.
Arrêt de la ligne
Bouton-poussoir pour arrêter la ligne. Il est possible de régler le délai
d’arrêt depuis la vitesse maximale de la ligne à partir du terminal
opérateur.
Impulsions
Appuyez sur le bouton qui fait bouger la ligne lentement tant qu’on
appuie dessus. C’est utile pour les opérations initiales comme
l’enfilage de la machine, les tests…
Arrêt d’urgence
L’objectif de l’arrêt d’urgence est d’arrêter la ligne aussi vite que
possible. Il ne doit être utilisé que dans les circonstances
extraordinaires comme les accidents, toutes les machines perdent leur
synchronisation.
Tableau III-3 commande de prétordeur
55
III.5.6 Schéma électrique
Figure III.14 Schéma de l’alimentation générale
III.5.7 Maintenance de la machine
Pour préserver la machine dans des parfaites conditions de travail doivent être suivies les
étapes suivantes :
▪ Réalisez des contrôles périodiques de lubrification.
56
▪ Veillez à ce que les guide-câbles et les rouleaux n’aient pas de poussières ni de saletés.
Vérifiez le fonctionnement correct des parties rotatives.
▪ Vérifiez les disques et les éléments de freinage (remplacez-les si nécessaire
III.6 TORONNEUSE À DOUBLE TORSION, MOD. CDT-1600-DA-EC
III.6.1 Caractéristiques principales (Caractéristique technique)
Diamètre fils en Al/Cu 1,5 ÷ 4,8 mm
Section compacté 7/19 fils Cu 16÷107 mm².
Section tordue 19 fils Cu 16÷127 mm².
Section compacté 7/19 fils Al 16÷127 mm².
Section tordue 19 fils Al 16÷150 mm².
Diamètre maximum du câble 25 mm
Taux de compactage maximum 10 %.
Vitesse de rotation maximum 600 RPM (*).
Vitesse de torsion maximum 1.200 TPM (*).
Vitesse de ligne maximum 200 m/min (*).
Commettage 50 ÷ 700 mm
Niveau sonore à 1 m de distance 80 ÷ 82 dBA.
Tableau III-4 Caractéristique Technique de Toronneuse
• Dimension de la bobine :
Code
Bobine
Ø D1
(mm)
Ø D2
(mm)
L1
(mm)
L2
(mm)
Ø D4
(mm)
Ø D5
(mm)
E
(mm)
1250 1250 630 950 800 80 - 160
1600 1600 800 940 800 80 35 116,5
DIN46395
1600 800 1180 1000 80 - 300
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Tableau III-5 Dimension de la bobine
• Poids maximum de la bobine : 8.000 kg.
➢ (*) Toutes les vitesses indiquées sont des vitesses cinétiques maximales. Les performances
de l’équipement dépendront de la taille/type de câble à produire et des détails
technologiques
III.6.2 Description du système (Description de la machine)
▪ La toronneuse est conçue pour fabriquer des conducteurs nus, avec ou sans
compactage, et aussi pour garder des conducteurs isolés.
▪ Le rotor est assemblé sur un châssis électro-soudée avec ses lyres et le berceau qui
supporte la bobine. La structure en acier supporte le rotor au moyen de roulements pour
supporter les pressions élevées, axiales et radiales, crées lorsqu’ elle est en marche.
Berceau
▪ Le berceau est fixé à l’armature au moyen de deux roulements, ce qui permet l’oscillation
du berceau.
▪ La bobine est fixée à un berceau libre au moyen de contrepointes. Le berceau dispose
d’une fixation mécanique (barre) pour bloquer le berceau lors de l’enfilage ou des
réparations, en permettant de les monter sans qu’il n’y ait d’oscillations dangereuses.
Lyres
▪ Les lyres sont en fibre de carbone et sont renforcées avec une plaque en acier. Des
rouleaux sont installés tout au long des lyres pour contenir et pour guider le câ ble.
▪ Les têtes du rotor sont mises en mouvement par un moteur CC avec
encodeur, par l’intermédiaire d’un axe de transmission, au moyen de
courroies dentées.
Cabestan de tirage
▪ Le fil est tiré par deux cabestans en acier ayant cinq rainures chacun, il est aussi mis en
mouvement par un moteur CC synchronisé avec la rotation de lyres afin de conserver
de façon constante le rythme de torsion désiré, même dans les périodes d’accélération
ou d’arrêt.
▪ On sélectionne le rythme de torsion depuis le tableau de contrôle.
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Guide-câbles
▪ Lorsque le fil sort de la filière de compactage, il est tiré par le cabestan de la machine
et il est guidé au travers des rouleaux courbes vers le système guide-câbles.
▪ Le mouvement du guide-câble est obtenu au moyen d’un moteur CC synchronisé avec
le moteur de la bobine pour avoir un rythme de torsion constant indépendamment des
révolutions de la bobine. On sélectionne le rythme du guide-câble depuis le tableau de
contrôle.
Commande de la bobine
▪ La bobine est soutenue par des contrepointes que l’on ouvre pneumatiquement et que
l’on ferme au moyen de ressorts. La fermeture des contrepointes est contrôlée par des
microrupteurs.
▪ La bobine est commandée par un moteur CC à puissance contrôlée avec encodeur
de façon à avoir une tension d’enroulement constante lors du processus
d’enroulement tout entier. Il est possible de régler la tension d’enroulement depuis
le tableau de commande principal.
▪ La bobine est mise en mouvement par un moteur CC indépendant avec encodeur de
façon à avoir une tension d’enroulement constante lors du processus d’enroulement
tout entier.
▪ Il est possible de régler la tension d’enroulement depuis le tableau de commande.
Plate-forme de levage
▪ Il y a une plate-forme de levage hydraulique, pour le chargement et le déchargement,
qui est munie de dispositifs de sécurité pour éviter les opérations erronées.
▪ La plate-forme offre plusieurs positions de chargement en sens vertical.
▪ Déplacement de la plate-forme :
- Niveau 0 ou position de travail.
- La position de chargement des bobines sera différente selon le diamètre de la bobine ;
c’est la raison pour laquelle ces positions sont contrôlées au moyen d’un potentiomètre.
Protections
▪ Protections isolées acoustiquement indépendantes de la machine avec un collecteur (qui
s’ouvre et se ferme au moyen d’un cylindre pneumatique), une fenêtre viseur et une
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ventilation forcée. Les panneaux de protection sont démontables, ce qui permet un accès
facile à la machine.
Processus de compactage
▪ Le processus de compactage d’un câble rond est fait en deux phases :
- Compactage et lissage.
III.6.3 Schéma électrique
Figure III.15 Schéma électrique générale de la toronneuse
III.6.4 Armoire électrique de la machine
60
61
Figure III.16 Armoire électrique de la machine
1.Disjoncteur principale siemens VL630 2.Alimentation au secours 3.Porte de fusible
4.Contacteur de puissance 5.Filtre de lissage 6.Micromaster siemens 440
7.Variateur simorge -DC 8.Contacteur 9.Disjoncteur
10.Fusible simple 11.Alimentation stabilisé 12.Transformateur 320/220
13.Ensembles des relais de protection 14.Automate CPU314DPM
III.7 Conclusion
Le présent chapitre, nous a permis étude pratique sur la machine câbleuse à double
torsion type PO-CDT-DA-EC et étudiez chaque dispositif de la machine.
62
CONCLUSION GENERALE
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Dans un contexte de contrôle commande industrielle, la complexité des systèmes industriels
s’est considérablement accrue au cours des dernières décennies. Les systèmes de contrôle
commande répondent aux besoins grandissants des industriels de piloter et de sécuriser leurs
installations. Avec l’évolution des technologies, ils doivent également permettre de favoriser
le retour d’expérience issu de l’exploitation comme levier de performance industrielle.
Les opérations sont ainsi tracées, les ateliers deviennent flexibles et la maintenance se veut
prédictive.
Le contrôle-commande permet de maîtriser, surveiller et commander les équipements en
fonctionnement normal, incidentel ou accidentel. Il doit tout d’abord répondre aux enjeux de
performance tout en respectant les normes pour en garantir sa sécurité et ce sur toute la durée
de vie des installations.
Dans le cadre de notre projet de fin d’étude, nous avons fait une étude théorique et pratique sur
(stage industriel au niveau de l’entreprise ENICAB de Biskra ) sur les appareillages de
protection et des éléments de commande et de contrôle dans l’installation électriques
industrielle de l’entreprise avec les systèmes de commande et de contrôle (les transformateurs,
les éléments de protection et les moteur électrique), ce travail se termine par une étude sur la
machine câbleuse à double torsion type PO-CDT-DA-EC selon leur caractéristique, opération
et entretien et leur commande.
64
BIBLOGRAPHIE
65
[1] S. N. Abdelkebir Amir, «Application de la Logique Floue pour le diagnostic des
Transformateurs de Puissance par Analyse des Gaz dissous,» mémoire de magister,
BOUMERDES, Juin 2017.
[2] I. E. Harzelli, «Mémoire de magister Contribution à la modélisation par la méthode des
volumes finis d’un transformateur de courant,» département d’électrotechnique, biskra,
Octobre 2014..
[3] S. s. f. Azouaou sadi, «Optimisation de la construction d’un transformateur de puissance
triphasé moyenne tension-moyenne tension fabriqué par Electro-Industries.,» Tizi-Ouzou,
2015.
[4] A. Mansour, «« Transformateur triphasé », Cours Electro technique GE 2,» 2011-2012..
[5] E. Gaucheron, «Les moteurs électriques… pour mieux les piloter et les protéger. Cahier
Technique, (207).».
[6] J. Y. Adel SAID, «(INSTALLATIONS INDUSTRIELLES) .Institut Supérieur des
Etudes Technologiques de Nabeul.,» 2013-2014.
[7] «Documentation, technique de l’ENICAB câblerie électrique,» biskra.
[8] O. Awatef, «Protection et maintenance des transformateurs dans l’unité industrielle,»
Biskra, Juillet 2019.
66
Annexe
67
Schéma électrique globale de réseau de distribution 60 KV dans l’entreprise ENICAB.
